전달 지연
전달 지연(傳達遲延, propagation delay)은 신호가 목적지에 도달하는 데 걸리는 시간으로, 예를 들어 전자기장, 전선, 기체, 액체 또는 고체 내에서 발생한다.
물리학
[편집]전자 공학
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논리 회로는 사용되는 기술에 따라 피코초에서 10 나노초 이상의 게이트 지연(gate delay)을 가질 수 있다.[1] 이는 게이트 입력이 안정된 시점부터 게이트 출력이 안정될 때까지의 시간이다. 제조업체는 종종 입력이 최종 입력 레벨의 50%로 변하는 시점부터 출력이 최종 출력 레벨의 50%에 도달하는 시점까지의 시간을 지칭한다. 이는 레벨 변화의 방향에 따라 달라질 수 있으며, 이 경우 하강 및 상승 지연인 tPHL 및 tPLH 또는 tf 및 tr로 구분하여 명시한다.
게이트 지연을 줄이면 디지털 회로가 더 빠른 속도로 데이터를 처리할 수 있어 전반적인 성능이 향상된다. 조합 회로의 전달 지연을 결정하려면 입력에서 출력까지의 가장 긴 전달 지연 경로를 식별하고, 이 경로를 따라 각 전달 지연을 합산해야 한다.
논리적 노력의 원리(principle of logical effort)는 전달 지연을 활용하여 동일한 논리 문을 구현하는 설계들을 비교한다. 논리 요소들의 전달 지연 차이는 경쟁 상태로 인해 비동기 회로에서 글리치가 발생하는 주요 원인이 된다.
- 전달 지연은 장치 유형에 따라 작동 온도에 의해 증가하거나 감소할 수 있다. 온도가 증가함에 따라 FinFET 트랜지스터는 온도 역전 의존성으로 인해 게이트 지연이 감소한다. 금속 배선 및 기타 전도성 재료의 경우 전기저항의 상승으로 인해 전달 지연이 증가한다.
- 공급 전압이 약간 증가하면 전달 지연이 늘어날 수 있는데, 이는 상단 스위칭 임계 전압 VIH(종종 고전압 공급 레일의 백분율로 표현됨)가 자연스럽게 비례하여 증가하기 때문이다.[2]
- 전선에 팬아웃(fan-out) 부하가 증가하여 출력 부하 커패시턴스가 커지는 경우에도 전달 지연이 증가한다.
이러한 모든 요인은 RC 시상수를 통해 서로 영향을 미친다. 부하 커패시턴스의 증가는 C를 증가시키고, 열에 의한 저항은 R 요소를 증가시키며, 공급 임계 전압의 증가는 임계값에 도달하는 데 하나 이상의 시상수가 필요한지 여부에 영향을 준다. 논리 게이트의 출력이 긴 배선에 연결되거나 다른 많은 게이트를 구동하는 데 사용되는 경우(높은 팬아웃) 전달 지연이 상당히 증가한다.
네트워킹
[편집]컴퓨터 네트워크에서 전달 지연은 신호의 헤드가 송신측에서 수신측으로 이동하는 데 걸리는 시간이다. 이는 링크 길이와 특정 매질에서의 전파 속도 사이의 비율로 계산할 수 있다.
전달 지연은 d / s와 같으며, 여기서 d는 거리이고 s는 파동 전파 속도이다. 무선 통신에서 s=c, 즉 빛의 속력이다. 구리선에서 속도 s는 일반적으로 0.59c에서 0.77c 사이이다.[3][4] 이 지연은 고속 컴퓨터 개발의 주요 장애물이며, IC 시스템에서 상호 연결 병목 현상이라고 불린다.
같이 보기
[편집]각주
[편집]- 1 2 Balch, Mark (2003). 《Mcgraw Hill - Complete Digital Design A Comprehensive Guide To Digital Electronics And Computer System Architecture》. McGraw-Hill Professional. 430쪽. ISBN 978-0-07-140927-8.
- ↑ “Logic Signal Voltage Levels”. 《All About Circuits》. 2016년 6월 1일에 확인함.
- ↑ “What is propagation delay? (Ethernet Physical Layer)”. 《Ethernet FAQ》. 2010년 10월 21일. 2010년 11월 9일에 확인함.
- ↑ “Propagation Delay and Its Relationship to Maximum Cable Length”. 《Networking Glossary》. 2011년 2월 20일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2010년 11월 9일에 확인함.
